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[[File:Virtual pairs near electron.png|thumb|200px|alt=A sphere with a minus sign at lower left symbolizes the electron, while pairs of spheres with plus and minus signs show the virtual particles|略圖顯示電子-正子虛偶的隨機性地出現於一個電子（左下方）的附近。]]
在[[量子場論]]裡，尤其是[[量子電動力學]]，'''真空極化'''是一個在背景[[電磁場]]中產生[[電子]]-[[正子]][[虛粒子|虛粒子對]]的過程。產生的虛粒子對會改變原本電荷和電流的分佈。有時這被視作[[規範玻色子]]（光子）的[[自身能量]]（self energy）。

1997年，日本TRISTAN粒子加速器觀測到真空極化的現象。
<ref>{{cite journal
 | last=Levine | first=I. | coauthors=TOPAZ Collaboration
 | title=Measurement of the Electromagnetic Coupling at Large Momentum Transfer
 | journal=Physical Review Letters | year=1997
 | volume=78 | pages=424–427
 | doi=10.1103/PhysRevLett.78.424 | bibcode=1997PhRvL..78..424L}}</ref>

== 理論解釋 ==
根據[[量子場論]]，一個包含作用粒子的[[基態]]（或[[真空態]]）不單純只是個空無一物的空間，
它包含了存活時間很短[[虛粒子|虛正反粒子對]]，從真空中產生並迅即彼此湮滅以歸還能量。

部分正反粒子對帶有電荷，例如正負電子對。
這類的粒子對會形成[[電偶極矩]]。在電磁場的作用下粒子對會產生位移，並且反過來影響電磁場。
（部分的遮蔽效應或[[介電質]]效應）
因此場的作用會比原先預期的來得小。
而這個虛粒子對轉向的過程就是'''真空極化'''。

正反費米子對的一圈圖對於真空極化的貢獻表示成下圖：

:[[Image:Vacuum polarization.svg]]

== 真空極化張量 ==

真空極化在數學上量化成真空極化張量 <math>\Pi_{\mu \nu}(p)</math> 來描述介電質效應，其中 <math>\Pi_{\mu \nu}(p)</math> 是光子四動量 <math>p</math> 的函數。
因此，真空極化與傳遞的動量有關。
換句話說，[[電容率]]的大小與尺度是相關的。
以電磁作用而言，我們可將[[精細結構常數]]表示成一個動量相關的有效值。
在第一階修正，我們得到：

:<math> \alpha_\text{eff}(p^2) = \frac{\alpha}{1 - [\Pi_2(p^2) - \Pi_2(0)]} </math>

式子中 <math>\Pi_{\mu \nu}(p) = (p^2 g_{\mu \nu} - p_\mu \nu) \Pi(p^2)</math>
，
下標<math>2</math>表示一階-<math>e^2</math>修正。
由於[[沃德等式]](Ward identity)，張量 <math>\Pi_{\mu \nu}(p)</math> 的組成被固定。

== 參閱 ==
* [[重整化]]

== 參考資料 ==
<references />

== 延伸閱讀 ==
* For a derivation of the vacuum polarization in QED, see section 7.5 of M.E. Peskin and D.V. Schroeder, ''An Introduction to Quantum Field Theory'', Addison-Wesley, 1995.

{{QED}}

[[Category:规范理论]]
[[Category:量子电动力学]]
{{Stub}}